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第275部分

細的閱讀著白天得到的寶貴資料。

“……液體火箭發動機是指液體推進劑的化學火箭發動機。常用的液體氧化劑有液態氧、四氧化二氮等,燃燒劑有液氫及煤油等。氧化劑和燃燒劑必須儲存在不同的儲箱中……”

“液體火箭發動機一般由推力室、推進劑供應系統、發動機控制系統組成。”

“推力室是將液體推進劑的化學能轉變成推進力的重要元件。它由推進劑噴嘴、燃燒室、噴管元件等組成,推進劑透過噴注器注入燃燒室,經霧化,蒸發,混合和燃燒等過成生成燃燒產物,以高速從噴管中衝出而產生推力。燃燒室內壓力及溫度將相當高,故需要冷卻……”

“……推進劑供應系統的功用是按要求的流量和壓力向燃燒室輸送推進劑。按輸送方式不同,有擠壓式和泵壓式兩類供應系統。擠壓式供應系統是利用高壓氣體經減壓器減壓後(氧化劑、燃燒劑的流量是靠減壓器調定的壓力控制)進入氧化劑、燃燒劑貯箱,將其分別擠壓到燃燒室中。擠壓式供應系統只用於小推力發動機。大推力發動機則用泵壓式供應系統,這種系統是用液壓泵輸送推進劑……”

“發動機控制系統的功用是對發動機的工作程式和工作引數進行調節和控制。工作程式包括髮動機起動、工作、關機三個階段,這一過程是按預定程式自動進行的。工作引數主要指推力大小、推進劑的混合比。”

“液體火箭發動機的優點是比衝高,推力範圍大,能反覆起動、能控制推力大小、工作時間較長等。”

“……以上實驗資料說明,液體火箭發動機在未來將是航天發射的主流,其在構造上比固體發動機複雜得多,主要由點火裝置,燃燒室,噴管,燃料輸送裝置組成。點火裝置可以採用火藥點火器,對於需要多次啟動的上面級發動機,則需要多個火藥點火器,燃燒室是液體燃料和氧化劑燃燒膨脹的地方,為了獲得更高的比衝,一般具有很高的壓力,即使是普通的發動機,通常也有數十個大氣壓之高的壓力。高壓下的燃燒比之常壓下更為複雜,同時隨著燃燒室體積的增加,燃燒不穩定情況越來越嚴重,解決起來也更加麻煩。目前根本沒有可靠的數學模型分析燃燒穩定性問題,主要靠大量的發動機燃燒試驗來解決。在反覆的燃燒測試中不斷最佳化發動機各項引數,緩解不穩定燃燒現象。不過室壓低推力較小的發動機,不穩定燃燒現象很不明顯,不穩定燃燒是制約液體發動機推力增加的主要問題之一。液體火箭發動機燃燒室使用液體燃料或是氧化劑進行冷卻,在它們進入燃燒室前,先流過燃燒室壁降溫;液體發動機的噴管同樣是拉瓦爾噴管,擴張段一般都是鐘形,不過採用冷卻式噴管,由液體燃料或是氧化劑進行降溫。”…;

“經過多次試驗,已確定液體發動機燃料輸送分為四種方式:擠壓迴圈,燃氣發生器迴圈,分級燃燒迴圈,膨脹迴圈。”

“擠壓迴圈利用高壓氣體經減壓器減壓後進入氧化劑、燃燒劑儲箱,將其分別擠壓到燃燒室中,受制於儲箱的材料,不可能做到多大壓強,因此只用在小型低效能的發動機上。”

“燃氣發生器迴圈中,一部分燃料和氧化劑流過一個燃氣發生器,燃燒後推動燃料泵和氧化劑泵運轉,燃料泵和氧化劑泵則把燃料壓倒燃燒室中,預燃的廢氣直接排放。初始燃料和氧化劑的流動,有的是透過儲箱的擠壓,有的是依靠自然的重力引導。”

“分級燃燒迴圈又稱為補燃方式,同樣是燃料和氧化劑在預燃器中燃燒,推動燃料泵和氧化劑泵,不過不同的是,預燃器中的燃氣不是直接排放,而是壓入燃燒室,這樣避免了燃料和氧化劑的浪費,可以做到更大的比衝。追求高比衝發動機一般都會採用分級燃燒的迴圈方式,分級燃燒的時為了追求更高比衝,一般燃燒室壓力要燃氣發生器迴圈高得多,又稱高壓補燃方式。”

“膨脹迴圈則是燃料或是氧化劑流過燃燒室壁和噴管壁,在那裡冷卻燃燒室和噴管的同時,自身升溫具有更大壓力,推動燃料泵和氧化劑泵運轉,很明顯的,燃氣發生器和分級燃燒的迴圈同樣會流經這些高溫部位,但是卻加以預燃器高壓燃氣的驅動,可以做到大得多的推力。膨脹燃燒迴圈的發動機一般的說具有很高的比衝,理論上其他條件相同時是最高的比衝,不過試驗證明,推力很難做大。”

“液體發動機的迴圈方式和燃燒室室壓和噴管設計很影響比衝值,但是最影響發動機比衝的卻是液體燃料。比衝更高一些的是煤油燃料和酒精燃料,主要的特色是廉價,同時無毒,適合液體發動機使用……”